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4.1 原子結構與元素周期表
（第3課時）
年 級：高一年級 學 科：化學（人教版2019）
四、原子結構與元素性質
問題：元素周期表如何揭示元素之間的關聯？
同一周期元素具有相同的電子層數
同一主族元素具有相同的最外層電子數
門捷列夫在研究元素周期表時，科學地預言了11種當時尚未發現的元素，為它們在周期表中留下空位。他認為在鋁的下方有一種與鋁類似的元素“類鋁”，并預測了它的性質。幾年以后，法國化學家發現了這種元素，將它命名為鎵。
門捷列夫的預言
【任務1】了解原子結構和元素周期表的關系
四、原子結構與元素性質
金屬元素的原子最外層電子一般少于4個，在化學反應中容易失去電子，具有金屬性
非金屬元素的原子最外層電子一般多于4個，在化學反應中容易得到電子，具有非金屬性
原子結構決定元素的性質
【任務2】認識堿金屬元素的結構特點
四、原子結構與元素性質
【任務2】認識堿金屬元素的結構特點
四、原子結構與元素性質
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
原子結構 示意圖
最外層電子數 1 1 1 1 1
電子層數 2 3 4 5 6
原子半徑/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
【任務2】認識堿金屬元素的結構特點
四、原子結構與元素性質
【任務3】學習堿金屬單質的物理性質
四、原子結構與元素性質
【任務3】學習堿金屬單質的物理性質
四、原子結構與元素性質
Li
Na
K
Rb
Cs
① 相似性
都是銀白色固體（Cs 略帶金色光澤）、很軟，密度小
（Li、Na、K 的密度都比水的小）、熔點都較低、都是熱和電的良導體。
② 遞變性
密度逐漸增大（Na 的密度比 K 大）、熔、沸點逐漸降低。
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
① 與非金屬單質反應（O2、Cl2、S）
Na與O2在加熱條件下反應
K與O2在加熱條件下反應
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
① 與非金屬單質反應（O2、Cl2、S）
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
① 與非金屬單質反應（O2、Cl2、S）
從 Li 到 Cs，和O2、Cl2、S反應越來越劇烈，說明從 Li 到 Cs 越來越活潑
進一步說明，從 Li 到 Cs，失電子能力增強，還原性增強
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
② 與 H2O 反應
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
Na 與 H2O 反應
K 與 H2O 反應
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
比較 Na 與 K 的化學性質
鉀的性質 鈉的性質
與氧氣反應 常溫下：表面變暗，發生反應 常溫下：表面變暗，生成氧化鈉
加熱時：劇烈燃燒，紫色火焰，產物為黃色固體，生成復雜氧化物 加熱時：劇烈燃燒，黃色火焰，生成過氧化鈉
與水反應 （滴有酚酞） 鉀浮在水面上，熔成小球，四處游動，并伴有爆炸聲和火焰，溶液變為紅色 鈉浮在水面上，熔成小球，四處游動，并伴有爆炸聲，溶液變為紅色
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
② 與 H2O 反應
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
Li 與 H2O 反應
Cs 與 H2O 反應
Rb 與 H2O 反應
鋰與水反應時，鋰比鈉緩慢；銣，銫遇水劇烈反應，甚至爆炸
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
② 與 H2O 反應
產物堿性：
LiOH ＜NaOH ＜KOH ＜ RbOH ＜ CsOH
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 ↑ (較慢)
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑ (激烈)
2K + 2H2O = 2KOH + H2 ↑ (很激烈)
2M + 2H2O = 2MOH + H2 ↑
從 Li 到 Cs，和 H2O 反應越來越劇烈，說明從 Li 到 Cs 越來越活潑，失電子能力增強，還原性增強，金屬性增強
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
③ 與酸反應
2M + 2H+ = 2M+ + H2 ↑
從 Li 到 Cs，和酸反應越來越劇烈，說明從 Li 到 Cs 越來越活潑，失電子能力增強，還原性增強，金屬性增強
④ 與鹽溶液反應
與 CuSO4 溶液反應時分兩步進行
第一步：金屬與水反應，生成相應的堿MOH
第二步：MOH與CuSO4溶液反應，CuSO4+2MOH = Cu(OH)2 ↓+M2SO4
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
驗證鋰、銣、銫的化學性質
1. Li與O2加熱時反應生成氧化鋰
3. 銣、銫遇空氣立即燃燒
4. 銣、銫遇水劇烈反應，甚至爆炸
2. 鋰與水反應比鈉緩慢
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
最外層電子數都是1
容易失去1個電子 與O2、水反應形成+1價化合物
電子層數逐漸增多
原子半徑逐漸增大
原子失電子的能力逐漸增強
與O2、水等反應更快更劇烈
元素的金屬性逐漸增強　
性質
結構
相似性 遞變性
決定
決定
決定
【任務4】掌握堿金屬單質的化學性質
四、原子結構與元素性質
已知：鎂能和氧氣、水反應，請你根據鎂、鈣的“位置”“結構”特點預測鈣的性質，并設計實驗驗證鎂與鈣金屬性的強弱。
【任務5】歸納堿金屬元素單質及其化合物的變化規律
四、原子結構與元素性質
① 單質還原性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
② 陽離子氧化性：Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+
③ 元素金屬性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
由堿金屬在第 IA 族的變化規律，可以推測其他主族金屬有類似的規律
【任務6】理解元素的金屬性
四、原子結構與元素性質
[思考] 金屬元素的金屬性如何比較？
【任務6】理解元素的金屬性
四、原子結構與元素性質
【任務6】理解元素的金屬性
四、原子結構與元素性質
金屬性逐漸增強
在元素周期表中，同主族元素從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強，所以金屬性逐漸增強。
【鞏固練習】
四、原子結構與元素性質
1. 下列有關堿金屬元素的性質，從上到下遞變規律正確的是（ ）
A. 金屬性逐漸減弱
B. 化合價逐漸升高
C. 失電子能力逐漸增強
D. 單質密度逐漸增大
C
2. 堿金屬是典型的活潑金屬，其根本原因是（ ）
A. 堿金屬單質的密度小，熔點和沸點低
B. 堿金屬在常溫下易被氧化
C. 堿金屬原子最外電子層上都只有1個電子，容易失去
D. 堿金屬原子的核電荷數比較小
C
【鞏固練習】
四、原子結構與元素性質
3. 堿金屬是典型的活潑金屬,其根本原因是(　　)
A.堿金屬單質的密度小,熔點和沸點低
B.堿金屬在常溫下易被氧化
C.堿金屬原子最外電子層上都只有1個電子,容易失去
D.堿金屬原子的核電荷數比較小
4. 在已學過的堿金屬(Li、Na、K、Rb、Cs)中,選出符合下列條件的堿金屬。
(1)密度最小的是　　　;(2)熔點最低的是　　　　　　　;
(3)沸點最高的是　　　;(4)單質還原性最強的是　　　　　;
(5)離子的電子層結構與氬原子相同的是　　　　。
C
Li
Cs
Li
Cs
K
課后作業
1. 完成《必刷題》83頁1-4題，
84頁10-12題
2. 作業本上畫一個元素周期表，標出重要知識

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